SENYAWA TRITERPENOID DARI BATANG TUMBUHAN

DAFTAR ISI
Prosiding Seminar Nasional Sains dan Teknologi Nuklir
PTNBR – BATAN Bandung, 4 Juli 2013
Tema: Pemanfaatan Sains dan Teknologi Nuklir serta
Peranan MIPA di Bidang Kesehatan, Lingkungan dan
Industri untuk Pembangunan Berkelanjutan
SENYAWA TRITERPENOID DARI BATANG TUMBUHAN
MANGROVE Avicennia marina YANG BERAKTIVITAS ANTI
BAKTERI
Sintia Stefana Hingkua, Euis Julaeha, dan Dikdik Kurnia
Jurusan Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Padjadjaran,
Bandung – 40132, Indonesia, email: [email protected]
ABSTRAK
SENYAWA TERPENOID DARI BATANG TUMBUHAN Avicennia marina YANG
BERAKTIVITAS ANTIBAKTERI. Tumbuhan mangrove Avicennia marina secara etnobotani
digunakan untuk penyembuhan berbagai infeksi mikroba.Dalam rangka pencarian senyawa antibakteri
alami maka dalam penelitian ini, bertujuan untuk mengisolasi senyawa dari batang mangroveA.marina
dan melihat pengaruhnya terhadap pertumbuhan bakteri S. aureusdan P. aeruginosa. Isolasi senyawa
dilakukan dengan berbagai teknik ekstraksi dan kromatografi, penentuan struktur kimia isolat dengan
mengolah data spektrum IR dan NMR.Uji aktivitas dilakukan secara in vitro terhadap bakteri
Staphylococcus aureusdan P. aeruginosa menggunakanmetode uji Kirby-Bauer.Hasil evaluasi data
spektrum IR dan NMR menunjukkan isolat teridentifikasi sebagai lupeol.Hasil uji aktivitas antibakteri
pada konsentrasi 100 ppm senyawa lupeol dapat menghambat pertumbuhan bakteri S. aureusdan P.
aeruginosa yang lebih besar dibandingkan fraksi n-heksan dan fraksi etil asetat, namum masih lebih
rendah dibandingkan senyawa referensi ciproplofaxin.
Kata kunci: Aktivitas antibakteri, Avicennia marina, Lupeol, Staphylococcus aureus.
ABSTRACT
ANTIBACTERIAL ACTIVITY OF TERPENOID COMPOUND FROM THE STEM OF
Avicennia marina. Mangrove plant Avicennia marinain ethnobotany used to curea variety of microbial
infections. In order to finda natural antibacterial compounds in this study, aims to isolate compounds
from stem of A.marin and see its effect on bacterial growth in S.aureus and P.aeruginosa. Isolation of
compounds made with a variety of extraction and chromatography techniques, the determination of the
chemical structure by processing IR and NMR spectral data. Test performed in vitr activity against the
bacteria S.aureus and P.aeruginosa using the Kirby-Bauer test method. Results of evaluation of the IR
and NMR spectral data indicate isolates identified as lupeol.Test results of antibacterial activity at a
concentration of 100 ppm lupeol compound can inhibit the growth of bacteria S.aureus and
P.aeruginosa larger than the fraction of n-hexane and ethyl acetate fraction, yet still lower than the
reference compounds ciproflaxin.
Keywords: Antibacterial activity, Avicennia marina, Lupeol, Staphylococcus aureus.
Streptococcus pyogenes, Clostridium perfringes,
Mycobacterium tuberculosis, Mycobacterium
leprae, Neisseria gonorrhea, Pasturella
tulurensis, Bacillus anthracis dan Pseudomonas
aeruginosa.Gram positif Staphylococci dan
Streptococci adalah penyebab infeksi luka,
1. PENDAHULUAN
Penyakit infeksi pada jaringan kulit yang
umumnya menyerang masyarakat disebabkan
oleh berbagai mikroba [1].Bakteri yang paling
umum berperan adalah Staphylococcus aureus,
226
Commented [DUS1]:
Prosiding Seminar Nasional Sains dan Teknologi Nuklir
PTNBR – BATAN Bandung, 4 Juli 2013
Tema: Pemanfaatan Sains dan Teknologi Nuklir serta
Peranan MIPA di Bidang Kesehatan, Lingkungan dan
Industri untuk Pembangunan Berkelanjutan
furunkel, karbunkel, abses, impetigo dan
erisipelas.
Gram
negatif
Pseudomonas
aeruginosa
menyebabkan
infeksi
yang
signifikan secara klinis seperti luka, infeksi luka
bakar [2] dan beberapa infeksi seperti “hot tub”
folikulitis atau infeksi kuku yang mungkin
ringan tetapi dapat berakibat fatal tanpa
pengobatan yang tepat [3].
Diperkirakan, saat ini setengah dari obat
yang dipergunakan masyarakat dunia dihasilkan
dari bahan-bahan alami. Sebanyak 39% dari 520
obat yang disetujui antara tahun 1983 sampai
dengan 1994 berasal dari produk alami atau
turunannya, dan 60-80% dari antibakteri dan
antikanker berasal dari bahan alami [4].
Pencarian sumber antibakteri alami adalah
tantangan global bagi lembaga penelitian,
perusahaan farmasi dan akademisi, sejak
menjadi resistennya agen infeksi terhadap obat
sintetis [5]. Salah satu cara untuk mencegah
resistansi antibakteri dari spesies patogen adalah
dengan menggunakan senyawa baru yang tidak
didasarkan pada agen antibakteri sintetik.
Masalah resistansi, kerusakan lingkungan dan
polusi yang terkait dengan penggunaan rasional
obat-obatan ortodoks telah mengharuskan
penemuan senyawa baru di alam sebagai sumber
alternatif yang efektif dan aman dalam
pengelolaan penyakit infeksi pada manusia [6].
Selama beberapa dekade terakhir ini
penelitian terhadap mangrove mencapai minat
yang tinggi karena berpotensi sebagai
bioresource dalam pengembangan obatobatan.Sampai sekarang, lebih dari 200
metabolit bioaktif telah diisolasi dari populasi
mangrove tropis dan subtropis [7].Ekstrak dari
beberapa spesies mangrove secara biologis
mengandung
senyawa
aktif
antiviral,
antibakterial dan antijamur [8].Berdasarkan
struktur kimianya, senyawa-senyawa hasil
isolasi mengandung steroid, triterpen, saponin,
flavonoid, alkaloid, tanin, dan fenolik yang
mempunyai
jangkauan
luas
terhadap
kemungkinan penyembuhan [9].
Avicennia marina adalah salah satu bagian
ekosistem mangrove mayor yang berada di
daerah tropis dan subtropis [10], diklasifikasikan
dalam suku Avicenniaceae dan genus
Avicennia[11].Studi terkini menunjukkan bahwa
ekstrak metanol dari A. marina mengandung
beragam senyawa obat yang cakupannya luas
terhadap sifat-sifat biologis seperti aktivitas
anti-oksidan, anti-tumor, anti-inflamatori, antialergi, anti-mikroba, anti-ageing,anti-konvulsan,
anti-arterosklerotik dan anti-tuberkulosis [12].
Ramanathan et al. (2012) [13] telah melaporkan
adanya aktivitas antimikroba ekstrak tumbuhan
mangrove A. marina terhadap berbagai spesies
bakteri patogen diantaranya Staphylococcus sp.,
Pseudomonas sp., Proteus sp., E. coli., S.
mutans, A. niger, C. albicans, K. Pneumonia, L.
acidophilus dan B. subtilis. Batang tumbuhan A.
marina juga digunakan sebagai obat tradisional
untuk penyakit reumatik dan beberapa penyakit
kulit seperti cacar dan borok [9].
Hasil dari penelitian ini diarahkan untuk
mendapatkan senyawa-senyawa organik yang
berkhasiat sebagai obat. Berbagai kajian
memahami kaitan struktur molekul dengan
aktivitas biologinya terus dilakukan dalam
upaya mendapatkan obat baru yang lebih
berkhasiat.
2. BAHAN DAN METODE
2.1. Bahan Kimia,
Instrumen
Alat
Gelas,
dan
Pelarut yang umum digunakan di
laboratorium sepertin-heksana, etil asetat,
asetondan methanol dan air suling untuk
ekstraksi dan kolomelusi.Silikagel 73-230 mesh
untuk kromatografi kolom, silika GF 254 untuk
Kromatografi Lapis Tipis. Noda senyawapada
pelat KLTdideteksi menggunakan UV (uvitec
chamber) dan 10% H2SO4 dalam etanol.
Penguapan
pelarut
dilakukan
dengan
menggunakan rotary evaporator. Antibiotik
standar
sebagai
pembanding
digunakan
ciprofloxacin 100ppm serta kulturmedia (agar
Mueller Hinton, kaldu nutrisi) yang digunakan
untuk uji aktivita santi bakteri.
2.2. Uji Hayati
Dilakukan pengukuran spektrum inframerah
(IR) dalam lempeng KBr. 1H-NMR, 13C-NMR
dan
DEPT-135°
dicatat
menggunakan
spektrometer
JEOL
500MHz.
CD3OD
digunakan sebagai pelarut dalam semua analisis
spektroskopi.
2.3. Sampel Tumbuhan dan Ekstraksi
Batang kering dari tumbuhan A. marina
sebanyak 2 kg diperoleh dari Probolinggo, Jawa
Timur dicuci bagian luarnya dengan metanol
untuk menghilangkan debu dan kotoran yang
menempel di bagian luarnya. Kemudian batang
tersebut dihaluskan dengan mesin grinding
sampai membentuk serbuk untuk memperluas
bidang permukaan sehingga sehingga proses
ekstraksi optimal dan senyawa-senyawa bahan
227
Prosiding Seminar Nasional Sains dan Teknologi Nuklir
PTNBR – BATAN Bandung, 4 Juli 2013
Tema: Pemanfaatan Sains dan Teknologi Nuklir serta
Peranan MIPA di Bidang Kesehatan, Lingkungan dan
Industri untuk Pembangunan Berkelanjutan
alam yang terkandung dalam batang A.marina
dapat terekstrak dengan sempurna. Serbuk
batang kering tersebut dimaserasi dengan
mengunakan pelarut metanol total sebanyak 10
L secara berulang-ulang yaitu 3 x 24 jam.
Maserat kemudian disaring untuk memisahkan
ampas kemudian dipekatkan menggunakan alat
rotary evapotator pada tekanan yang rendah dan
suhu ±40°C sehingga diperoleh ekstrak pekat
metanol sebanyak
115,85 g.Ekstrak pekat
metanol yang diperoleh sebanyak 115,85g,
kemudian dilakukan partisi dua kali dengan
pelarut n-heksana dan etil asetat.Fraksi-fraksi
hasil partisi (n-heksana dan etil asetat) diuapkan
pelarutnya dengan menggunakan rotary
evaporator.Selanjutnya dipantau melalui uji
aktivitas antibakteri, kemudian fraksi yang
paling aktif dipisahkan dengan metode
kromatografi sampai diperoleh senyawa murni
yang beraktivitas antibakteri.
dan CH2), 1687,7 cm-1 (C=C str.), 1456,3 cm-1
(C-H pada CH2/ CH3), 1367,5 cm-1 (C-H pada
gem dimetil), 1037,7 cm-1 (C – O str. pada
alkohol sekunder), 883,4 cm-1 (eksosiklik
CH2),Data spektrum NMR dan DEPT 135 Isolat
A. marina dan Referensi tercantum dalam
Tabel 1.
Tabel 1. Data spektrum NMR dan DEPT 135
Isolat A. marina
2.4. Evaluasi Aktivitas Antibakteri
Sejumlah satu ose bakteri S. aureus dari
stok diinokulasi ke dalam tabung reaksi steril
yang berisi suspensi NaCl fisiologis sebanyak 5
mL hingga mencapai tingkat kekeruhan ½ Mac
Farland. Pencapaian kekeruhan dilakukan
dengan cara membandingkan dengan standar.
Sebanyak 50
suspensi bakteri dipindahkan
ke cawan petri kemudian ditambahkan media
agar Mueller Hinton sebanyak 20 mL pada suhu
40°C-50°C. Dihomogenkan dengan digoyang,
selanjutnya didiamkan pada suhu ruang hingga
campuran memadat dan siap digunakan. Cawan
petri yang sudah disiapkan sebelumnya diolesi
suspensi yang berisi bakteri menggunakan kapas
lidi. Sampel dengan konsentrasi tertentu beserta
kontrol positif dan kontrol negatifditetesi pada
paper disk sebanyak 50 µL. Selanjutnya, paper
disk diletakkan di atas media padat, diinkubasi
pada suhu 37C, dan diamati pertumbuhan
bakteri pada jam ke-18 sampai dengan jam ke24. Zona inhibisi diukur menggunakan jangka
sorong dengan skala milimeter (mm).
Isolat A. marina
δH (ΣH, m)
Posisi
C
1
δC
39,7
DEPT
135
CH2
2
28,1
3
79,7
4
5
6
40,1
57,7
19,6
Cq
CH
CH2
7
8
9
10
11
35,7
43,7
56,9
38,4
26,9
CH2
12
13
14
15
28,7
40,2
48,6
30,9
CH2
16
17
18
19
20
21
38,3
49,2
52,1
50,5
152,2
35,5
CH2
22
42,0
23
31,8
0,94 (3H, s)
CH3
24
16,2
0,96 (3H, s)
CH3
25
16,8
0,75 (3H, s)
CH3
26
16,7
0,85 (3H, s)
CH3
27
15,2
1,5 (3H, s)
CH3
28
19,5
1,0 (3H, s)
CH3
29
110,2
4,58 & 4,60 (1H, s)
CH2
30
22,2
1,69 (3H, s)
CH3
CH2
3,35 (1H, s);
3,1 (1H, d)
CH
Cq
CH
Cq
CH2
CH
Cq
CH2
Cq
CH
CH
Cq
CH2
CH2
3. HASIL DAN PEMBAHASAN
3.1. Karakterisasi Isolat
Batang A. marina
Senyawa
Spektrum 1H-NMR menunjukkan tujuh
singlet metil tersier (CH3)pada δ 0,75; 0,85;
0,94; 0,96; 1,00; 1,50 dan 1,69 and satu gugus
hidroksil sebagai doublet of doublets pada δ
3,10. Dua proton olifenik nampak pada δ 4,58
and 4,60 mewakili ikatan rangkap eksosiklik.
13
Spektrum
C-NMR
pada
senyawa
menunjukkan 30 signal untuk kerangka
dari
Senyawa ini diperoleh dari kristal putih
dengan nilai Rf0.375 (n-heksana dan etil asetat,
4:1). IR νmax (KBr) cm-1: 3460,3cm-1 (br, OH),
2924,1 cm-1, 2856,6 cm-1 (C – H str. pada CH3
228
Prosiding Seminar Nasional Sains dan Teknologi Nuklir
PTNBR – BATAN Bandung, 4 Juli 2013
Tema: Pemanfaatan Sains dan Teknologi Nuklir serta
Peranan MIPA di Bidang Kesehatan, Lingkungan dan
Industri untuk Pembangunan Berkelanjutan
triterpenoid di dalamnya termasuk ikatan karbon
dengan gugus hidroksil pada posisi C-3yang
muncul pada δ 79,7, sementara karbonolifenik
pada ikatan rangkap eksosiklik muncul pada δ
152,2
and
110,2.
Spektrum
DEPT
135menunjukkan tujuh metil, sebelas metilen,
enam metin dan enam karbon kuarterner.
Struktur senyawa tersebut diidentifikasi sebagai
lupeol (Gambar 1), berdasarkan harga beberapa
laporan literatur[14].
menjanjikan suatu pengembangan antibakterial
khususnya penyakit kulit.
Hasil ini menunjukkan kekonsistenan
laporan sebelumnya yang mendeskripsikan
tentang aktivitas antibakteri pada tumbuhan A.
marina dan penggunaan secara tradisional
tumbuhan ini untuk mengobati luka akibat
infeksi bakteri [9].
3.3. Mekanisme
Kerja
Senyawa Antibakteri
29
20
H3C
12
11
22
18
17
13
CH3
25
26
CH3
CH3
28
Commented [DUS2]:
16
14
9
1
Golongan tritepenoid pada umumnya
mempunyai aktivitas antibakteri yang dapat
menghambat pertumbuhan B. Subtilis, S. aureus,
Salmonellaenterica, Pseudomonas aeruginosa
dan E. Coli [17,18].
21
19
30
15
2
10
8
3
5
7
CH3
4. KESIMPULAN
27
HO
23
Senyawa lupeol yang berhasil diisolasi dari
batang tumbuhan mangrove Avicennia marina
memiliki kemampuan menghambat aktivitas
bakteri khususnya terhadap strain bakteri
patogen Staphylococcus aureus. Hal ini
menjanjikan suatu pengembangan antibakterial
dari sumber alami.Dengan demikian, uji
lanjutdianjurkanpadasejumlah
besarstrainbakteriuntuk
menentukanpotensi
senyawa
lupeol
sebagaikandidat
dalampengembangan obatantibakteri.
6
4
H3C
CH3
24
Gambar 1. Struktur Lupeol
3.2. Evaluasi
Aktivitas
Antibakteri
Terhadap S. aureusDANP. aeruginosa
Uji aktivitas dilakukan terhadap strain
bakteri patogen Staphylococcus aureusdan
Pseudomonas
aeruginosasesuai
dengan
prosedur di atas. Hasil pengujian dan zona
hambat masing-masing sampel dapat dilihat
pada Tabel 2.
5. DAFTAR PUSTAKA
1.
Table 2.Hasil Pengujian Aktivitas Antibakteri
Ekstrak/Senyawa
hasil
Isolasi/Referensi
(100 ppm)
n-heksana
Etil asetat
Isolat A. marina
Ref.
(Ciprofloxacin)
Penghambatan
Zona Inhibisi (mm)
S. aureus
P.
aeruginosa
2.
2
2
16
29
1
12
30
3.
Berdasarkan hasil pengujian aktivitas
antibakteri terhadap S. aureus dan P. Aeruginosa
menunjukkan
bahwa
senyawa
lupeol
mempunyai aktivitas yang lebih rendah
dibandingkan senyawa referensi (ciprofloxacin).
Meskipun
demikian,
senyawa
lupeol
mengindikasikan
adanya potensi terhadap
bakteri patogen S. aureus dan P. Aeruginosa
4.
5.
229
CHANDA, S. & BARAVALIA, Y.(2010).
Novel leads from herbal drugs for infectius
skin disease. Current Research, Tech.&Ed.
Topic in App. Microbio& Microbial
Biotech: 451-456.
MURRAY,
P.R.,
DREW,
W.L.,
KOBAYASHI, G.S., & THOMPSON,
J.H. 1990. Medical Microbiology. Mosby
Co, Philadelphia: 119-126.
ALEMAN, C.T., WALLACE, M.L.,
BLAYLOCK, W.K., & GARRETT, A.B.
1999. Subcutaneous nodules caused by
Pseudomonas aeruginosa without sepsis.
Cutis, Vol.63:161-163.
WAHYONO.(2008). Tanaman Sebagai
Sumber Obat-Obatan.Sidang Pengukuhan
Guru Besar UGM.
LATHA, P.S., & KANNABIRAN, K.
(2006).
Antimicrobial
activity
and
phytochemicals of Solanum trilobatum
Prosiding Seminar Nasional Sains dan Teknologi Nuklir
PTNBR – BATAN Bandung, 4 Juli 2013
Linn.African Journal of Biotechnology,
Vol.5: 2402-2404.
6. CHAH, KF., EZE, C.A., EMUELOSI,
C.E.,
&
ESIMONE,
C.O.(2006).
Antibacterial and wound healing properties
of methanolic extracts of some Nigerian
medicinal
plants.J.
Ethnopharmacol.
Vol.104: 164-167.
7. WU, J., XIAO, Q., XU, J., LI, M.Y.,
PANA, J.Y., YANG, M. (2008) Natural
Products from true mangrove flora: source,
chemistry and bioactivities.Nat. Prod.
Report, 25: 955-981.
8. OKEKE, M.I., IROEGBU, C.U., EZE,
E.N., OKOLI, A.S., ESIMONE, C.O.
2001. Evaluation of extracts of the root
Landolphia owerrience for antibacterial
activity.J. Ethnopharmacol., Vol.78: 119127.
9. BANDARANAYAKE,
W.M.
(1998).
Traditional and medicinal uses of
mangroves.Mangroves and Salt Marshes,
2:133-148.
10. ANNE, B.M. & FAUVEL, M.T. (1998).
Biochem. Syst. Ecol., Vol.26(8): 935.
Tema: Pemanfaatan Sains dan Teknologi Nuklir serta
Peranan MIPA di Bidang Kesehatan, Lingkungan dan
Industri untuk Pembangunan Berkelanjutan
13.
14.
15.
16.
17.
11. TOMLINSON, P. B.(1986). The Botany of
Mangroves.Cambridge University Press.
12. PRABHU,
V.V.
&
GURUVAYOORAPPAN,
C.
2012.
Phytochemical screening of methanolic
18.
extract of mangrove Avicennia marina
(Forssk.)Vierh.Der
Pharmacia
Sinica,
Vol.3(1): 64-67.
RAMANATHAN, T., SHAMUGAPRIYA,
R.,
&
RENUGADEVI,
G.
2012.Phytochemical characterization and
antimicrobial effiency of mangrove plants
Avicennia
marina
and
Avicennia
officianalis. Int. J. Pharm&Bio, Vol.3(2):
348-351.
PRAKASH, C.V AND PRAKASH, I.
(2012).
Isolation
and
Structural
Characterization of Lupane Triterpenes
from Polypodium Vulgare.Res. J. Pharm,
Vol 1(1): 23-27.
CONNER, D.E. 1993 Naturally Occurring
Compounds.
Available:
www.kmitl.ac.th/ejkmitl/vol5no3/p-527538.pdf
RAGASA, C.Y., DE LUNA, R.D.,
HOFILENA, J.G., 2005. Antimicrobial
terpenoids from Pterocarpus indicus.
Natural Product Research 19, 305-309.
BLOOMFIELD, 1991, Available:
https://www.biophysics.org/Portals/1/PDFs/
Education/bloomfield.pdf
COWAN, M.M. 1999. Plant products as
antimicrobial agents.Clinical Microbiology
Reviews: 564-582. American Society for
Microbiology.
DISKUSI
Budi Irawan
1. Apakah sudah dilakukan determinasi sampel yang digunakan?
2. Karena kalau dilihat morfologi batang, diragukan kevalidan datanya?
Sintia Stefana Hingkua
1. Tidak, karena ada di literatur yang ada dan ternyata benar.
230